• 沒有找到結果。

以 CAP 方法提升網路傳輸率

本章為了提昇網路傳輸率,提出一個動態變換頻道的設置方法,稱之 為頻道配置程序(CAP),搭配 AODV 繞徑協定,應用於我們方格狀路 網架構上,並且與上一章中網路各型態節點網路傳輸率作比較,最後提出 詳細的討論。

4.1 頻道配置程序(Channel Allocation Procedure; CAP)

本論文規劃了一個動態變換頻率通道的方法,稱之頻道配置程序

(Channel Allocation Procedure; CAP)。

圖4-1:Channel 的選用以及設置

首先在這個通道設計規則裡面,有兩種型態的節點:(1)主動節點

(active node)(2)被動節點(passive node),其中被動節點都被賦予 固定的頻道,並且使用原先的IEEE 802.11 規範,主動節點則使用我們修

改過的802.11 模組,其實體層具有單一頻道的跳頻功能。

被動節點所被設定的頻道只有 1、5、9、13 這四個頻率通道,為的是 有較小的頻率干擾,如圖4-1,我們有順序地環繞中央的主動節點設置周 圍四個節點(亦即被動節點)的頻道,分別以逆時針順序設置channel 1、

channel 5、channel 9、channel 13,其餘節點都設置主動節點。在我們的規 劃裡面,每一個主動節點的通道變換,依序使用上、左、下、右這四個被 動節點的頻道,並與其溝通。以中央那個主動節點為例,跳頻的順序依序 為channel 1、channel 5、channel 9、channel 13。

圖4-2:大型網路內,被動節點的頻道設置規則與情形

由於交通路網可能包含大型的區域,因而頻道配置程序(CAP)設置 在大型網路的規則如圖4-2 所示,其中主動節點與被動節點交錯設立。但 被動節點的設置順序有兩種模式:

(1)遞增模式(increasing mode):逆時針順序增加頻道編號

(2)遞減模式(decreasing mode):逆時針順序減少頻道編號

因而每個主動節點(Active Node)為了符合我們一開始設定的規則,

依序跟前左後右四個方向的節點作傳輸,變換頻道的方式,亦使用遞增模 式,還有遞減模式,且每個Active node 的初始頻率都必須設定跟前方的 那個節點一樣,並以週期性的方式做同步的變化。

在此點對點網路的規劃下,如圖 4-3,主動節點與被動節點交錯設 置,儘管主動節點用兩種不同的模式跳頻(channel hopping),不過每個 主動節點都做同樣方向的傳輸,且同一時間內,每個點都只跟相鄰且具同 樣頻道的節點作通訊溝通,這樣的做法也避免掉在同一區域內,與使用同 樣頻道的其他網路,所造成的交互干擾,當然也就省去了隱藏節點的問 題,達到降低封包碰撞(collision)的情形。這樣的作法,是為了達到了 頻道空間的重覆使用。

圖4-3:遞增、遞減模式的主動節點與被動節點在大型網路的設置分布

4.1.1 程式架構與流程

NCTUns 模擬器允許研究者寫入自己的模組,為了完成主動節點跳頻 的功能,我們寫了一個新的模組,並且加入必要的跳頻函式,如圖4-4 所 示,我們使用 Timer Trigger 去驅動我們的函式。初值設定的部份,我們 將初始頻率,設給freq_,使程式以實際 freq_的數值,作為溝通的頻道與 其他節點溝通,並設定跳頻程序起始時間,還有跳頻週期。在本論文裡,

我們將跳頻週期設為10 秒。

圖4-4:程式流程圖

由於每個主動節點的起始頻道、跳頻模式都會因為因所處位置而異

(每個主動節點的起始頻道都必須與上面的被動節點相同),因而程式部 份撰寫了與使用者互動的介面,如圖4-5 所示,除了原始 802.11 可以調整 的參數,我們亦加入了初始頻率(Initial Frequency Channel)的設定還有 跳頻模式(Hopping Mode)的選擇,方便設定我們的網路節點。

圖4-5:主動節點的物理層模組編輯使用者介面

4.2 AODV 繞徑協定[19]

在一般 Wireless Ad-Hoc 環境中已提出的 routing protocol 可分成兩